隨著德州儀器（TI）自身技術的突飛猛進，無論是對于大到MRI,、CT,、X光的醫(yī)療影像設備，還是小到血壓計,、血氧儀,、計步器的便攜式保健和健身設備，TI都有廣泛的優(yōu)秀產(chǎn)品應用其中,。近幾年,，TI更是把各種技術優(yōu)勢進行整合，推出了很多針對醫(yī)療領域的專用集成芯片（ASSP）,。例如,，針對ECG和EEG的ADS192x，用于體溫計的MSP430L110,，針對識別產(chǎn)品的BQ2026（可用于脈搏血氧、ECG以及血糖儀等應用）。
近日,，TI舉辦了一場新品發(fā)布會,，地點選在了雍和宮對面的京兆尹，這個地方讓人有一種去感悟養(yǎng)身之道,、注重健康的沖動,。發(fā)布會的主角是首款集成了體重計和體成分測量兩種功能的模擬前端AFE4300，TI中國區(qū)高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務發(fā)展經(jīng)理宋浩然向記者詳細介紹了這款產(chǎn)品,。
圖1 TI中國區(qū)高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務發(fā)展經(jīng)理宋浩然
宋經(jīng)理首先解釋了TI為什么會在這兩個專用醫(yī)療領域開發(fā)不同的產(chǎn)品,，并且一代一代地更新產(chǎn)品：“首先，TI有技術優(yōu)勢,，大家都很清楚,，TI有很多IP產(chǎn)品組合，例如處理器和高性能模擬產(chǎn)品,。其次,，TI有系統(tǒng)和設計優(yōu)勢，尤其是在集成型SoC,、優(yōu)化成本和性能方面TI有獨到的優(yōu)勢,。另外，現(xiàn)在很多產(chǎn)品的開發(fā)都是以市場為導向,，因為TI看到消費類醫(yī)療是非常重要的一個增長部分,，所以，我們的產(chǎn)品在醫(yī)療方面可以朝著幫助客戶優(yōu)化解決方案的方向發(fā)展,。在醫(yī)療領域,，TI更多的產(chǎn)品不是那種通用型產(chǎn)品，而是ASSP,，也可以理解為模擬前端AFEx,，這是TI在醫(yī)療領域后續(xù)發(fā)展的方向。”
新的模擬前端AFE4300的市場前景十分樂觀,。體重計其實再普通不過了,，而隨著醫(yī)療和保健的開發(fā)，越來越多的新體重計會增加對我們?nèi)梭w成分的測量,，或者說對人體脂肪含量的測量,，它需要增加這些額外的功能。很多人在健身之后,，需要進行稱體重包括對脂肪含量的測量,，它會越來越智能，因此對芯片的要求也越來越苛刻,。
AFE4300是怎樣測量人體成分的呢,？宋經(jīng)理進行了詳細闡述：“ AFE4300可以測量手到手,、腳到腳甚至從手到腳之間，也就是人體四肢任何兩個分支之間的阻抗,。首先,，它產(chǎn)生一個正弦波形去激勵人體，把正弦波形加在兩個測量點上,，由于正弦波是一個交流信號,，隨著人體成分（人體脂肪）的不同，它的阻抗是不同的,。而另外一個通道會采樣和分析人體阻抗（它并不是一個純的電阻形式,，它還含有電感和電容，實際上是一個復合的阻抗）,，通過芯片內(nèi)部的IQ分離和濾波,，再通過一定的數(shù)字運算，得到了I和Q信號,，這樣就得到了兩個測量點間的阻抗大小,，可以在一定程度上反映人體成分。大家可以看到,，對體成分前端的測量相對而言比較復雜,，它包括四極測量技術和復數(shù)阻抗測量技術。當然,，我們這個AFE4300只是把人體的阻抗數(shù)字化,，并進行IQ分離，后續(xù)的工作交給MCU或者DSP進行處理,。例如顯示,、到底多少阻抗配備多少的脂肪含量等,。”
AFE4300內(nèi)部結構圖如圖2所示。AFE4300 集成了兩個單獨的信號鏈，一個針對重量測量,，另一個針對身體成分分析,，二者之間采用16 bit 860 S/s 模數(shù)轉換器(ADC) 進行多路復用,。AFE4300的主要優(yōu)勢有：（1）高精度,。AFE4300 的四極(tetra-polar) 測量技術可消除電極阻抗對準確度的影響。該器件的3 個BCM 通道可在手到手,、腳到腳甚至從手到腳的整個身體間實現(xiàn)分段阻抗分析(BIA),，提高整體測量精度。該器件還提供使用生物阻抗光譜(BIS) 準確測量細胞外液(ECW) 和細胞內(nèi)液(ICW) 的選項,。（2）極低功耗.AFE4300 流耗低于1 mA,，電源電壓范圍在2 V ~ 3.6 V 之間，可延長電池使用壽命,。（3）小體積,。采用12 mm×12 mm TQFP-80 封裝,。此外，由于它是一個完整的前端解決方案,，可以加快產(chǎn)品上市時間,。
以市場為導向的AFE4300，雖然功能多,、內(nèi)部結構復雜，但是既然工程師們可以使用它來更加方便地設計產(chǎn)品,，為什么不趕快行動呢,？